關(guān)于射頻識(shí)別的設(shè)計(jì)方案有哪些？

無(wú)線射頻識(shí)別即射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Identification，RFID)，是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種，通過(guò)無(wú)線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，利用無(wú)線射頻方式對(duì)記錄媒體(電子標(biāo)簽或射頻卡)進(jìn)行讀寫，從而達(dá)到識(shí)別目標(biāo)和數(shù)據(jù)交換的目的，其被認(rèn)為是21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ男畔⒓夹g(shù)之一。相比傳統(tǒng)的條碼、磁卡等自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，RFID技術(shù)在諸多方面都有顯著優(yōu)勢(shì)，如環(huán)境適應(yīng)能力、工作距離、保密性、及其智能化等。另外，它對(duì)多個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的物體也可同時(shí)識(shí)別。

1. 基于C8051F310 微控制器和FM1702SL 讀寫芯片設(shè)計(jì)

C8051F310 具有10 位轉(zhuǎn)換速率可達(dá)200 ksps 的ADC，高速8051微控制器內(nèi)核，29/25 個(gè)端口I/O 等特點(diǎn);非接觸式讀卡芯片F(xiàn)M1702SL 是基于ISO14443 標(biāo)準(zhǔn)的，可滿足的加密算法有很多種，支持13.56 MHz 下的非接觸通信協(xié)議TYPEA。讀寫器將要發(fā)射的信息編碼后加載在13.56 MHz 的射頻載波上，通過(guò)天線向外發(fā)送，并形成一個(gè)穩(wěn)定的電磁場(chǎng)，為RFID標(biāo)簽提供能量。當(dāng)RFID 電子標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器的工作區(qū)時(shí)，卡內(nèi)天線接收此信號(hào)和能量，標(biāo)簽被激活。標(biāo)簽芯片對(duì)此信號(hào)做出判斷，如為有效信令，則從存儲(chǔ)器中讀取有關(guān)信息，并通過(guò)卡內(nèi)天線發(fā)射出去。天線收到此信號(hào)，F(xiàn)M1702SL 內(nèi)部接收器對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和解調(diào)并根據(jù)寄存器的設(shè)定進(jìn)行處理，之后送至主機(jī)系統(tǒng)。主機(jī)系統(tǒng)判斷出該標(biāo)簽是否合法，做出相應(yīng)處理，隨后發(fā)出指令到讀寫器。

外部電源為220 V 交流電，通過(guò)開(kāi)關(guān)電源將其穩(wěn)壓在5 V，給電路板供電。由于C8051F310 單片機(jī)的供電電壓為2.7 V~3.6V，射頻讀寫芯片F(xiàn)M1702SL 的供電電壓為3 V~5 V，所以用一片AMS1117 穩(wěn)壓器，將電壓穩(wěn)定在3.3 V 供電。RS232 通過(guò)SP3232 實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，與C8051F310 相連接，C8051F310 單片機(jī)通過(guò)SPI 口與FM1702SL 相連接，進(jìn)而對(duì)讀寫芯片進(jìn)行控制。FM1702SL 再與天線相連接實(shí)現(xiàn)信號(hào)的發(fā)送與接收。

總之，該系統(tǒng)主要由電源模塊、串口通訊模塊、MCU 模塊、FM1702SL 接口模塊和天線匹配電路模塊組成。

2.基于RFID非接觸式測(cè)溫儀器設(shè)計(jì)

針對(duì)在生活、工業(yè)生產(chǎn)中接觸式檢測(cè)溫度存在的不方便、準(zhǔn)確性差、應(yīng)用范圍小、環(huán)境要求嚴(yán)格等問(wèn)題，提出無(wú)線射頻溫度測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。詳細(xì)闡述了非接觸式溫度測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法，具體分析了各部分電路的設(shè)計(jì)原理，詳細(xì)介紹

了各部分的設(shè)計(jì)過(guò)程。RFID非接觸式溫度測(cè)試系統(tǒng)由溫度采集部分、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸部分以及通信三個(gè)部分組成。溫度采集部分利用單片機(jī)STC89C51為控制中心，采用一線制數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 將采集到的溫度值送入單片機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理;數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸部分采用基于 RFID 技術(shù)的無(wú)線射頻收發(fā)芯片 nRF2401，通過(guò)軟件配置可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線高速傳輸。

3.基于TI公司生產(chǎn)的低功耗MSP430系列應(yīng)用，該系列是TI1996年開(kāi)始推向市場(chǎng)的一種16位超低功耗的混合信號(hào)處理器(Mired Signal Proessor)，其針對(duì)實(shí)際應(yīng)用需求把許多模擬電路、數(shù)字電路和微處理器集成在一個(gè)芯片上，提供“單片解決方案。在WIS系統(tǒng)中OBU和BSS中工作原理相同，所以重點(diǎn)介紹OBU部分設(shè)計(jì)?！　SP430F2274的輸入電壓為1.8～3.6V電壓。在1 MHz的時(shí)鐘條件下運(yùn)行時(shí)，芯片的耗電在200～400μA左右，時(shí)鐘關(guān)斷模式的最低功耗只有0.1μA.由于系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)打開(kāi)的功能模塊不同，采用了待機(jī)、運(yùn)行和休眠3種不同的工作模式，有效地降低了系統(tǒng)功耗。

射頻部分采用TI公司CC1020作為射頻控制單元，該芯片為業(yè)界首例真正的單芯片窄帶超高頻收發(fā)器，有FSK/GFSK/OOK 3種調(diào)制方式，最小通道間隔為50 kHz，可滿足多通道窄帶應(yīng)用(402～470 MHz以及804～94O MHz頻帶)的嚴(yán)格要求，多個(gè)工作頻段可自由切換，工作電壓2.3～3.6 V，非常適合集成擴(kuò)展到移動(dòng)設(shè)備作為無(wú)線數(shù)傳或電子標(biāo)簽使用。該芯片遵從EN300 220.ARIB STD-T67以及FCC CFR47 part15規(guī)范。

選擇載頻頻率430 MHz為工作頻段，此頻段為ISM頻段，符合國(guó)家無(wú)線管理委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)需申請(qǐng)頻點(diǎn)。采用FSK的調(diào)制方式，擁有較高的抗干擾能力和低誤碼率，采用前向糾錯(cuò)信道編碼技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)抗突發(fā)干擾和隨機(jī)干擾的能力，在信道誤碼率為10-2時(shí)，可得到實(shí)際誤碼率10-5～10-6.在開(kāi)闊地視距條件、波特率為2A Kbs、大吸盤天線(長(zhǎng)度2m，增益7.8 dB距離地面高度2m)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸距離可達(dá)800 m.該RF芯片標(biāo)準(zhǔn)配置可提供8個(gè)信道能夠滿足多種通信組合方式。由于采用窄帶通訊技術(shù)，增強(qiáng)了通訊穩(wěn)定性和抗干擾性。